Цепочки переработки литий-ионных аккумуляторов: критический анализ современных проблем, возможностей и взаимозависимостей процессов

Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) обладают высокой плотностью энергии и поэтому используются в широком спектре применений — от портативной электроники до стационарных систем накопления энергии и тяговых аккумуляторов для электротранспорта. С учетом прогнозируемого роста мирового спроса на эту технологию хранения энергии, обусловленного прежде всего развитием электромобилей, а также критической значимости некоторых видов сырья, используемых в ЛИА, становится очевидной необходимость эффективной стратегии переработки. В настоящем исследовании рассмотрены передовые технологии переработки ЛИА и определены будущие возможности и проблемы, особенно связанные с извлечением критически важных видов сырья, таких как литий и кобальт. Особое внимание уделено взаимосвязям между механической или термической предварительной обработкой и последующими гидрометаллургическими или пирометаллургическими процессами. Таким образом, уникальный подход статьи заключается в установлении связей между процессами, выходящими за рамки отдельных стадий цепочки переработки. Показано, что изменение физико-химических свойств промежуточных продуктов может приводить к снижению степени переработки или даже исключать определенные варианты процессов на завершающих стадиях цепочки. Необходимы дополнительные усилия для совершенствования обмена информацией и данными о точном составе сырья, поступающего на переработку, а также об истории переработки промежуточных продуктов, что позволит создать замкнутый цикл переработки ЛИА. Техническое понимание взаимосвязей между различными комбинациями процессов — например, пиролизной или механической предварительной обработкой для деактивации ЛИА и разделения металлов соответственно с последующей гидрометаллургической обработкой — имеет ключевое значение для повышения степени извлечения катодных металлов, таких как кобальт, никель и литий, а также других компонентов аккумуляторов.